Оцінка продуктивності модифікованого безперехідного багатозатворного транзистора із вбудованим каналом

Автори K. Kalai Selvi1 , K.S. Dhanalakshmi2 , Kalaivani Kanagarajan3
Приналежність

1Government College of Engineering, Tirunelveli, Tamil Nadu, India

2Kalasalingam Academy of Research and Education, Virudhunagar, Tamil Nadu, India

3Nxp Semiconductors, Bangalore, India

Е-mail kalaiselvi20142@gmail.com
Випуск Том 14, Рік 2022, Номер 1
Дати Одержано 29 серпня 2021; у відредагованій формі 20 лютого 2022; опубліковано online 28 лютого 2022
Посилання K. Kalai Selvi, K.S. Dhanalakshmi, Kalaivani Kanagarajan, Ж. нано- електрон. фіз. 14 № 1, 01008 (2022)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.14(1).01008
PACS Number(s) 85.30.Tv
Ключові слова Безперехідний польовий транзистор (JLFET), Робота виходу (WF), Модифікований JLFET із вбудованим каналом, Підпорогове коливання (SS) (3) , Товщина оксиду на краях затвора, Зменшена ширина каналу, HfO2 (3) .
Анотація

Масштабування відіграло важливу роль у покращенні швидкості та енергоспоживання. Закон Мура наполягає на постійному періодичному зменшенні розмірів пристроїв. Інженерія затворних діелектриків є одним із засобів зменшення розмірів пристроїв. У роботі описується моделювання електричних характеристик зменшеної ширини каналу та збільшеної товщини діелектрика на краях затвора безперехідного багатозатворного транзистора. Новизна роботи полягає у збільшеній товщині оксиду затвора по краях, що зменшує струм витоку. HfO2 використовується як діелектричний матеріал, оскільки тонкий шар SiO2 викликає виток через оксид затвора в канал. Відмінною властивістю HfO2 є його висока діелектрична проникність (20-25), яка в 4-6 разів перевищує проникність SiO2. У роботі були досліджені параметри продуктивності двозатворного безперехідного FET, а саме порогова напруга (Vth), струм вимкнення (IOFF), струм увімкнення (ION), відношення струму увімкнення до струму вимкнення (ION/IOFF) та підпорогове коливання (SS) для вікна роботи виходу затвора від 4,6 до 5,0 еВ. У вікні роботи виходу було знайдено оптимальну продуктивність для роботи виходу затвора 4,9 еВ. Запропонований пристрій має низький струм вимкнення та підпорогове коливання порівняно зі звичайним безперехідним FET. У роботі представлено моделювання безперехідного транзистора за допомогою інструменту Atlas Silvaco TCAD. Пристрій показує струм вимкнення порядку 10 – 16 А/мкм, відношення струму увімкнення до струму вимкнення порядку 1011 і підпорогове коливання 59,78 мВ/дек. Пристрій демонструє постійне підпорогове коливання для діапазону робот виходу від 4,6 до 5,0 еВ. Результати моделювання показують, що пропонований пристрій підходить для малопотужних застосувань.

Перелік посилань